Qu'est-ce qu'une antenne à métamatériaux?
Une antenne en métamatériau est une très petite et puissante antenne qui peut être fabriquée à la surface d’une carte de circuit imprimé. Il est composé de métamatériaux, composés d'éléments microscopiques qui permettent aux ondes radiofréquences de passer avec une efficacité supérieure à celle des matériaux traditionnels. Classé comme matériau proche de zéro, il plie et réfléchit le rayonnement électromagnétique perpendiculairement au substrat. L'antenne peut être gravée sur une carte de circuit imprimé en utilisant des matériaux de circuit typiques et du cuivre. Le processus de fabrication est donc rapide et peu coûteux. De telles petites antennes peuvent être incluses sur n’importe quelle carte de circuit imprimé et ont été utilisées dans les téléphones portables et divers appareils portatifs.
Ce matériau permet aux antennes de plier les ondes de radiofréquence de sorte que l'efficacité soit encore supérieure à celle des types d'antennes plus grandes. La majeure partie du signal est émise par l’antenne, en raison de son indice de réfraction élevé ou de la capacité du matériau à diriger le rayonnement au lieu de le renvoyer. Une antenne en métamatériau a un indice de réfraction négatif, contrairement aux substances telles que le verre ou l’air. À une fraction de la taille des longueurs d'onde, les métamatériaux sont des composites pouvant être fabriqués en fonction des types de capacités requises par l'application. Les systèmes d'antenne miniaturisés sont adaptés aux communications sans fil, car ils prennent en charge les débits élevés et la vitesse sur lesquels comptent de nombreuses personnes et entreprises.
Ces propriétés physiques permettent d'utiliser une classe d'antennes de métamatériaux efficaces. Ainsi, les téléphones portables ne consomment pas autant d'énergie. L'espace occupé sur les cartes de circuits imprimés étant inférieur à celui des antennes traditionnelles, une antenne en métamatériau peut être placée sur une carte plus petite tout en laissant de la place pour les divers composants nécessaires au fonctionnement de l'appareil. Depuis que la technologie a fait l'objet de recherches et a débuté il y a un peu plus de dix ans, des millions de ces antennes sont sur le marché à partir de 2011 et la production continue de croître.
Les communications sans fil ne sont que l'une des applications des métamatériaux, telles que la mise en œuvre de systèmes de communication 4G pour les appareils mobiles grand public et professionnels. Une antenne en métamatériau peut être utilisée pour les communications d'urgence, ainsi que pour les radars utilisés à des fins géologiques et pour surveiller l'activité dans les tunnels. Les métamatériaux dévient la lumière et les autres signaux différemment de tout autre matériau trouvé dans la nature. Les scientifiques ont émis l'hypothèse que, au-delà de l'utilisation d'une antenne en métamatériau, celle-ci pourrait être fabriquée pour créer de futurs objectifs ou revêtements rendant les objets invisibles.